Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции - Электромагнитные переходные процессы в электрических системах - файл 1.doc


Лекции - Электромагнитные переходные процессы в электрических системах
скачать (3719.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc3720kb.19.11.2011 22:55скачать

содержание

1.doc

  1   2   3   4   5   6
Лекция 1: «Введение в курс».
Переход из одного исходного режима электрической системы ЭС в другой сопровождается переходным процессом. В силу физических свойств ЭС этот переходный процесс является единым по своей природе и должен рассчитываться, строго говоря, на основе общего математического описания. Однако в большинстве практических задач принимают, что переходный процесс состоит из ряда процессов, сменяющих друг друга и характеризующих изменение определенной группы параметров режима.

Переходный процесс в ЭС характеризуется совокупностью электромагнитных и механических изменений в системе. Благодаря довольно большой механической инерции вращающихся электрических машин начальная стадия переходного процесса характеризуется преимущественно электромагнитными изменениями. Эта стадия переходного процесса носит название электромагнитного. В последствии электромагнитный переходный процесс дополняется механическим переходным процессом. Эта стадия переходного процесса носит название электромеханического.

В настоящем курсе мы будем изучать электромагнитные переходные процессы в ЭС, т.е. такие процессы, при расчете которых допустимо не учитывать изменение частоты вращения роторов электрических машин. Электромеханические переходные процессы будут изучаться в следующем курсе.
^ Основные сведения об электромагнитных переходных процессах.
Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов в ЭС наиболее распространенными являются процессы, вызванные:

  1. включением и отключением двигателей и других приемников электрической энергии;

  2. коротким замыканием в системе, а также отключением и повторным включением короткозамкнутой цепи;

  3. возникновением местной несимметрии в системе;

  4. несинхронным включением генератора в систему;

  5. форсировкой и расфорсировкой возбуждения генераторов;

  6. различного рода коммутациями в системе.

Коротким замыканием называется всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с эффективно заземленными нейтралями трансформаторов – также замыкание одной или нескольких фаз на землю.

Замыкание одной фазы на землю в системе с изолированной или компенсированной нейтралью называется простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено главным образом емкостью фаз относительно земли.

Обычно в месте замыкания образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений других элементов на пути тока между фазами или между фазой и землей. В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что ими практически можно пренебречь.
Различают следующие основные виды КЗ:

  • трехфазное КЗ. Точка КЗ обозначается – К(3);

  • двухфазное КЗ ( междуфазное ) – К(2);

  • однофазное КЗ ( замыкание фазы на землю ) – К(1);

  • двухфазное КЗ на землю – К(1,1).



Осциллограммы токов при внезапном коротком замыкании.

а – при отсутствии автоматического регулирования возбуждения (АРВ);

б – при наличии АРВ;

На рисунке приведены типичные осциллограммы тока КЗ при отсутствии АРВ и при его наличии. В начальной стадии обе осциллограммы практичекси одинаковы. Это объясняется тем, что их характер определяется затуханием свободных токов, а нарастание тока возбуждения от действия АРВ благодаря магнитной инерции ещё очень мало. В дальнейшем, при отсутствии АРВ кривая переходит в синусоиду нового установившегося режима. При наличии АРВ амплитуда кривой тока, достигнув наименьшего значения, вновь возрастает, стремясь к установившемуся значению, которая больше чем при отсутствии АРВ.

^ Причины возникновения и последствия КЗ.

Причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции электрического оборудования, вызываемое:

  1. старением изоляции;

  2. перенапряжениями (коммутационными или атмосферными);

  3. неудовлетворительным уходом за оборудованием;

  4. ошибками в действиях персонала;

  5. механическими повреждениями оборудования ( в сетях до 10кВ).



^

Наряду с короткими замыканиями случайного характера в системе имеют место также преднамеренные КЗ, вызываемые действием специальных аппаратов – короткозамыкателей.


Последствия КЗ зависят от места их возникновения и продолжительности. Они могут иметь местный характер или отражаться на работе всей системы. КЗ, близкие к источникам питания, могут привести к нарушению параллельной работы генераторов с системой – к выходу их из синхронизма.

При КЗ ток в месте повреждения в несколько раз больше номинального. Поэтому даже при кратковременном протекании токов КЗ он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов выше допустимого (термическое действие тока КЗ). Кроме того, токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса КЗ, когда ток достигает максимального значения (динамическое действие тока КЗ). При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при КЗ. При глубоком понижении напряжения двигатели могут остановиться, что вызовет большой материальный ущерб. При задержке отключения КЗ сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивости ЭС, что является одним из наиболее опасных последствий КЗ.

Назначение расчётов токов КЗ.

  1. сравнение, оценка и выбор электрических схем станций и подстанций;

  2. выбор аппаратов и проводников;

  3. проектирование и настройка устройств релейной защиты и автоматики;

  4. анализ работы потребителей в аварийном режиме;

  5. оценка и выбор систем возбуждения генераторов;

  6. выбор характеристик разрядников;

  7. проектирование защитного заземления;

  8. расчёт статической и динамической устойчивости ЭС;

  9. анализ происшедших аварий;

  10. определение влияния ЛЭП на провода связей и сигнализации.


Основные допущения, принимаемые в расчётах токов КЗ.

Расчёт электромагнитных переходных процессов в современных ЭС с учётом всех действительных условий очень сложен и практически невыполним. Для выполнения расчёта вводят ряд допущений. Эти допущения зависят от характера исследуемой задачи. При решении большинства практических задач, связанных с определением токов и напряжений, обычно принимают следующие допущения:

  1. отсутствие насыщения магнитных систем, то есть схемы являются линейными (L=const, M=const);

  2. пренебрежение токами намагничивания трансформаторов (i=0);

  3. пренебрежение ёмкостными проводимостями линий (вс=0), за исключением линий 500кВ и выше;

  4. пренебрежение активными сопротивлениями линий (r=0), за исключением сетей низкого напряжения и кабельных линий;

  5. отсутствие несимметрии трёхфазных систем;

  6. приближённый учёт нагрузок;

  7. отсутствие качаний синхронных машин (=с=const).



Лекция 2: «Параметры элементов системы».
Основными элементами ЭС являются турбогенераторы ТГ, гидрогенераторы ГГ, трансформаторы и автотрансформаторы различной мощности и уровней напряжения, кабельные и воздушные ЛЭП, а также крупные высоковольтные двигатели. Промышленная нагрузка учитывается эквивалентным постоянным по величине сопротивлением. Так для t=0 х* наг=0.35, а для установившегося режима х* наг=1.2.

Генераторы для начального момента времени характеризуются сверхпереходной ЭДС Еq’’ и сверхпереходным сопротивлением хd’’ . В установив­шемся режиме генераторы характеризуются соответственно ЭДС Еq и сопротивлением хd.

Силовые трансформаторы характеризуются номинальной мощностью, количеством обмоток, напряжением короткого замыкания Uк % и коэффициентом трансформации кт.

Линии электропередач характеризуются удельным сопротивлением одного километра х0, которое в практических расчётах равно 0.4Ом/км, а также длиной в км.

Параметры двигателей практически совпадают с параметрами генераторов.

Обобщённая нагрузка характеризуется номинальной мощностью и сопротивлениями для t=0 и t=, которые указаны выше.

Реакторы – это индуктивная катушка без сердечника. Реактор предназначен для ограничения токов короткого замыкания, пусковых токов, а также для поддержания остаточного напряжения Uост на шинах станции и подстанции. Реактор характеризуется Uном [кВ], Iном [А] и сопротивлением хр [Ом]. В эксплуатации применяются линейные и сдвоенные реакторы.

^ Расчетные выражения для определения приведенных значений сопротивлений



Примечания:

Sном номинальные мощности элементов (генератора, трансформа­тора, энергосистемы), МВ-А; Sб — базовая мощность, МВ-А; Sк—мощность КЗ энерго­системы, MB-А; Iном.отк номинальный ток отключения выключателя, кА; ХС* относительное номинальное сопротивление энергосистемы; UК% — напряжение КЗ трансформатора;

Iб—базисный ток, кА; Uср среднее напряжение ступени, к которой подключён элемент системы, кВ;

Худ—индуктивное сопротивление линии на 1 км длины. Ом/км; l - длина линии, км.

  1   2   3   4   5   6



Скачать файл (3719.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации